Piirilevyissä

Piirilevyt, eli printed circuit boards (PCB), ovat elektronisten laitteiden kiinnitys- ja sähköyhteyksiä varten suunniteltuja levyjä. Ne koostuvat eristemateriaalin päälle laminoidusta kuparikerroksesta, josta muotoillaan johtimet ja liitännät. Piirilevyt voivat olla yksikerroksisia, kaksikerroksisia tai monikerroksisia, ja ne voivat olla jäykkiä tai joustavia sekä erilaisten käyttötarkoitusten mukaan.

Rakenne ja materiaalit: Yleisimmät materiaalit ovat FR-4 (lasikuituvahvistettu epoksilevy) sekä FR-2 (phenolinen paperi). Kuparikerroksen paksuus on tavallisesti noin 0,035 millimetriä (1 oz/ft²), mutta paksumpia kuparikerroksia käytetään teholaitteissa. Piirilevyn pinnalle lisätään juotossuoja (solder mask), joka eristää kuparin ja määrittelee juotettavat alueet. Silkscreen-merkinnät antavat komponenttien tunnukset. Läpiviennit (vias) yhdistävät kerrokset, ja komponenttien kiinnitys voidaan toteuttaa sekä läpikiinnitettävillä että pintaliitoskomponenteilla (SMT).

Valmistusprosessi: Suunnittelusta tuotantoon siirtyminen tapahtuu yleisesti Gerber-tiedostoilla. Valmistuksessa kuparikerros muokataan haluttuun kuvioksi, reiät porataan ja läpiviennit valmistetaan, ja kerrokset yhdistetään monikerroksisissa levyissä. Levy saa juotossuojan ja silkscreen-merkinnät. Lopuksi levyt testataan sähköisesti ja mekaanisesti sekä laadunvarmistuksen vuoksi.

Käyttö ja standardit: Piirilevyt ovat keskeisiä nykyaikaisessa elektroniikassa. Ne mahdollistavat tiheästi pakatun komponenttiketjun ja joustavan suunnittelun. Suunnittelussa käytetään tiedostoja kuten Gerber ja netlistit; valmistuksessa noudatetaan IPC-standardeja sekä ympäristövaatimuksia, kuten RoHS ja REACH.